基于項目驅動的“PLC原理及應用”課程教學探索

摘要：目前，“PLC原理及應用”課程在教學過程中存在如下不足：理論教學和實踐教學分開，使得學生運用技術能力培養不足，忽略學生知識應用能力的考核。為了解決該課程在教學中存在的問題，根據課程教學內容，以具有工程實踐意義的項目為導向，采用工程任務驅動的教學方式進行該課程的教學改革，提出基于項目驅動教學方法應用于“PLC原理及應用”教學改革的關鍵所在。通過課程的創新教學改革，使學生深刻理解可編程序控制器技術的基本方法和基本技能，學會理論聯系實踐解決實際工程問題。

關鍵詞：可編程序控制器；項目驅動；教學改革；任務驅動

作者簡介：胡俊峰（1978-），男，江西臨川人，江西理工大學機電工程學院，講師；姚錢（1982-），女，湖南岳陽人，江西理工大學圖書館。（江西 贛州 341000）

基金項目：本文系江西理工大學校級優質課程建設項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0134-02

可編程序控制器是以微處理器為基礎的一種通用工業自動控制裝置，它面向控制過程，適應工業環境，可靠性高，是自動化控制領域一種實用的技術，在工業自動化、機電一體化設備及工藝技術改造等方面得到了廣泛的應用。[1]“PLC原理及應用”是一門講授可編程序控制器技術和應用的課程，該課程具有如下特點：面向工程應用性強；理論與應用結合性強；實踐性強。[2]

在教學過程中，目前該課程理論教學和實踐教學完全分開，存在如下不足之處：強調理論教學而忽略實踐環節；強調知識的學習，而對學生運用技術能力培養不足；考核方式和教學手段是以學生對理論知識的掌握為準則，而忽略學生知識應用能力的考核；學生難以理解抽象的理論知識是他們學習積極性不高的主要原因。所以，如何有效地讓學生掌握該課程的基礎理論知識和面向工程實際應用知識的能力，充分調動學生的積極性成為該課程教學改革的重點。

本文根據該課程的特點和在教學過程中存在的問題，提出以面向實際工程項目為基礎，采用項目驅動的教學方式，對“PLC原理及應用”課程的教學內容、教學計劃、教學考核和實現方式進行改革探討，以提高該課程的教學質量和效果。

一、基于項目驅動的教學

項目驅動教學是在實施若干個項目過程中學習理論知識和培養實踐能力而進行的教學活動。在基于項目驅動的教學過程中，將需要解決的工程問題或需要完成的工程任務以項目的形式提出，項目的完成要在教師指導下，以學生個人或小組方式，共同討論和分工完成各自任務，由學生自主完成實踐項目。[3-6]所以，基于項目的教學是以學生為中心，教師為學生學習過程中的引導者、指導者，注重教與學一體化。

所以，項目驅動教學方法應用于“PLC原理及應用”課程教學改革的關鍵在于如何制訂適合于可編程序控制器技術的項目、項目的形式和內容及項目的評價標準。在制訂項目過程中應遵從以下幾個原則：

原則一，項目要以學生為主體。也就是說，在制訂項目過程中要考慮學生的實際情況，項目要細分，根據學生學習進程調整項目實施。

原則二，項目的制訂要符合學習循序漸進的規律。要根據可編程序控制器技術和應用的特點制訂滿足項目驅動教學方法的教學內容、教學大綱和教學計劃。

原則三，制訂能培養學生應用知識能力的項目。利用項目驅動教學方法的優點，在任務驅動引領下，調動學生學習積極性和創新能力。

原則四，項目具有工程應用背景。與技能教育相結合進行項目的制訂，體現“PLC原理及應用”課程實踐性強的特點，形成項目實施的教學情境，為學生創造一個開放的教學環境。

原則五，制訂項目要盡量采用工程應用實例。由于“PLC原理及應用”課程具有工程性強的特點，因此項目能讓學生獲得專門技術和創新思維方式。

原則六，制訂項目的教師應具有實施實際工程項目的經驗。教師能制訂符合工程實踐的項目實施步驟和計劃，以更好地形成項目驅動的教學情境。

所以，基于項目驅動教學方式可以改變“PLC原理及應用”課程傳統的教學方式，對其教學模式進行有益的探索。為了實施基于項目驅動的“PLC原理及應用”課程教學改革，必須根據項目驅動教學模式重新制訂新的教學大綱、教學計劃、課程標準、考核方式和考核標準等教學文件。

二、教學設計思路與教學內容

1.教學設計思路

在“PLC原理及應用”課程教學設計的思路上，圍繞可編程序控制器控制系統的硬件和軟件設計、安裝、調試及維護運行等過程，創造能深化學習技術基礎和實際能力的二元學習經驗。采用現代教學方法和基于工程的學習環境為學生提供實際工程項目的學習經驗，這些具體的學習經驗創建了一個與可編程序控制器技術基礎相關的學習抽象概念的認知框架，并為學生提供了有助于理解和記憶這些抽象思維的實際應用機會，由此提供掌握深厚基礎知識的途徑。根據基于項目導向和任務驅動的教學模式，以具有機械工業背景的典型項目為基礎，按照工程任務由簡單到復雜的原則，將理論和工程實踐相結合，對原有課程體系和課程教學內容和形式進行重構。

2.教學大綱

基于項目驅動的教學大綱的制訂有別于傳統教學大綱，該大綱是一個合理的、相互關聯和一致的對工程技術能力方面的要求，主要區別在于：第一，就課程在專業教學計劃中的地位和作用，基于項目驅動的教學大綱要強調可編程序控制器技術和技術的應用。第二，就課程教學的基本任務和要求，基于項目驅動的教學任務是如何應用可編程序控制器技術來解決其工業上具體項目的實際控制問題。教學要求是在掌握可編程序控制器基本概念、基本編程方法的基礎上，對實際問題分析，應用這些概念和方法解決問題，在解決過程中培養動手能力和分析解決問題的能力。第三，就課程的基本內容，基于項目驅動的基本內容是可編程序控制器的工作原理、邏輯控制、定時器、功能指令、順序控制及通信。在課程教學過程中強調教學內容所蘊含的基本科學思維和方法，以促進學生對可編程序控制器技術的應用。第四，就課程教學組織實施的原則和學時數，基于項目驅動的實施原則是以項目所涉及的知識點為主，而不完全按照教材內容講授，理論與實踐的比例為4∶6，強調實踐環節，讓學生在做中學習，在做中分析問題和解決問題。

3.教學計劃

基于項目驅動的教學計劃的制訂相對于傳統教學計劃主要區別在于項目的合理性。根據可編程序控制器技術的特點，設計符合基于項目驅動的課程教學大綱的項目。在項目的設計過程中，圍繞問題構建課程計劃，要將可編程序控制器技術的理論知識與學習效果相結合，每個項目需要包括要實施該項目的理論知識點和學習效果計劃。針對基于工程的教學方式特點，課程教學計劃要列出能滿足預期的學習效果的實際工程任務，對于復雜的工程可將其工程任務分解為多個子項目，并列出在項目實施過程中學生能力培養指標。根據上述要求來設計滿足可編程序控制器基本概念和基本方法教學的項目，所設計的項目及項目涉及的知識如表1所示。

在完成基本項目后，再進行工程性實踐內容，所設計的項目及項目能達到的學習效果如表2所示。同時，根據實踐教學和學生能力培養的需要，不斷更新和補充所需項目的設計內容。

4.考核方式和考核標準

基于項目的可編程序控制器技術的學習是建立在實際工程項目的問題上的，在工程項目實施過程中找出問題的解決辦法。傳統的觀點認為考核是獨立于教學的，學生通常對考核有所擔心和害怕，但基于項目驅動教學模式的考核方式是以學習為中心的。也就是說，考核是整個教學過程的一個部分，在學生和教師共同學習的氛圍中進行考核。所以，基于項目驅動的教學模式改變了原有的單一考核方式，其考核方式要著重考查學生的動手能力和應用知識的能力。考核方式具有如下特點：教學與考核相互關聯；考核用來促進和診斷學習的進展情況；在考核中強調產生更好的答案和在錯誤中學習；通過理論知識目標、知識應用能力目標、動手能力目標等考核目標綜合評估；強調教師與學生一起學習。

基于項目驅動的教學模式的學生效果的考核過程如圖1所示，以學習為中心的考核是與學習效果相結合的，并使用多種方法收集學習效果的數據，在相互支持和協作的環境中促進學習，這種考核方式注重了解學生在項目實施過程中對可編程序控制器知識、利用其技術構建自動控制系統能力、團隊協作精神等方面的考核。學生學習效果與考核方式對應關系如表3所示。

三、結束語

將基于“項目導向，任務驅動”的教學思想指導“PLC原理及應用”課程教學改革，旨在提高該課程的教學效果，著重培養學生應用可編程序控制器技術的能力。提出基于項目驅動教學方法應用于“PLC原理及應用”教學改革的關鍵在于項目的制訂、項目的形式和內容、項目的評價標準，并從不同方面闡述制訂項目應遵從的原則。為了實施基于項目驅動的課程教學改革，根據這些原則提出課程的教學大綱、教學計劃、課程標準、考核方式和考核標準的改革要點。通過創新教學改革，使學生學會理論與實踐結合解決工程問題，深刻理解可編程序控制器技術的基本方法和基本技能。

參考文獻：

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（責任編輯：王意琴）